质外体和共质体途径

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简介

水对于植物进行光合作用、发芽和营养物质运输等各种生命过程至关重要。植物体通过叶片蒸腾作用散失水分。这沿着植物体长度产生压力，使根部能够吸收土壤中的水分和矿物质。

水和矿物质通过渗透作用进入根毛细胞，并被运输穿过根皮层到达木质部导管。木质部导管存在于维管柱中，有助于水分的纵向运输。木质部和韧皮部是植物中的维管组织成分。木质部运输水分，而韧皮部主要运输营养物质。穿过根皮层，水分子通过质外体、共质体和跨膜途径运输。

质外体和共质体 - 定义

植物细胞在细胞膜周围有一个坚硬的细胞壁，包裹着含有膜结合细胞器的细胞质。细胞膜外的所有空间都被认为是质外体。而共质体是植物细胞细胞膜内的活成分。它位于细胞质侧。

质外体

质外体是植物细胞壁和细胞膜之间的空间。它是植物细胞的非生命部分，包括所有非原生质成分。通常，细胞壁和细胞间隙被认为是质外体。

共质体

它是原生质内容物，是参与通过胞间连丝跨根皮层运输水分的活部分。胞间连丝是连接相邻植物细胞细胞质的小通道。胞间连丝位于细胞壁上，具有微小的孔隙或通道，充当分子在细胞之间移动的桥梁。

质外体和共质体的异同

质外体和共质体都是两种独立的区室，有助于水分和溶质的运输。两者可以同时或单独发生，速度不同。它们既有一些相似之处，也有一些差异，需要理解。

质外体和共质体的相似之处

• 质外体和共质体都是运输途径。

• 主要目的是运输水和溶质分子。

• 运输方向是从外部根毛细胞穿过根皮层到根木质部。

质外体	共质体
它包括非原生质成分，如细胞壁和细胞间隙。	它包括原生质内容物。
运输通过非生命部分。	运输通过生命部分。
它是从高浓度到低浓度的被动扩散。	它是跨细胞膜的渗透作用。
不受细胞代谢的影响。	细胞代谢极大地影响共质体速率。
这是一个相对较快的过程。	它相对较慢。
运动没有阻力。	运动在某种程度上遇到阻力。
也称为细胞壁途径。	也称为细胞质途径。

什么是植物中的质外体运动？

• 质外体运动是指水沿由细胞壁形成的通道运输。通过细胞壁和细胞间隙的运输，而无需进入细胞内部，被认为是质外体途径。

• 这种运动通常发生在根毛到木质部的过程中，穿过表皮和皮层。然而，在皮层之外，存在具有凯氏带的内皮层。它们是根内皮层细胞侧壁上的防水带（由木栓质组成）。木栓质是不透水且软木状的物质，在一定程度上阻碍了质外体运输。因此，水和溶质在到达木质部之前，需要通过共质体途径穿过皮层。

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• 侧根是起源于主根侧面的细长分支。它们起源于中柱鞘（在根横切面上观察时，靠近内皮层并靠近维管束的一层）。侧根没有凯氏带，质外体途径是连续的，没有任何转移到共质体途径的情况。

• 这种运输绕过原生质，不需要穿过脂质双层。因此，对溶质没有选择性。

• 由于质外体运输涉及非原生质内容物，因此发生在细胞膜内部的细胞代谢对运输速率没有影响。此外，质外体运输不会受到细胞内容物的任何阻碍，因为存在将细胞内容物与质外体分隔开的屏障。

• 共质体途径

• 共质体途径是涉及活成分的运输途径。水和溶质进入细胞的细胞质，并通过胞间连丝移动以保持连续性。

• 胞间连丝充当细胞之间的桥梁，允许包括光合产物、蛋白质等物质的细胞间移动。它们被称为植物细胞中的细胞连接。

• 在共质体途径中，胞间连丝（复数胞间连丝）形成细胞之间的运输通道。

• 这种运动仅在水通过渗透作用穿过选择性渗透的脂质双层进入细胞质后才会发生。但是，水不会进入液泡。共质体只涉及水进入细胞质的运动，并受细胞质流动影响。

• 质膜的选择性通透性仅允许某些物质进入细胞质。这对通过共质体运输的成分有明显的影响。

• 由于细胞环境直接参与共质体运输，因此代谢对共质体运输有直接影响。除此之外，共质体途径也由于细胞质成分而在一定程度上遇到阻力。与质外体途径相比，这使得共质体成为一个相对较慢的过程。

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凯氏带的重要性

• 凯氏带是软木状的、木栓质带，它们对水是不透的。它们存在于根内皮层细胞的侧壁上。当吸收的水分穿过根表皮和皮层（通过质外体途径）时，它到达内皮层。水需要通过共质体途径进入中柱鞘，以便到达木质部束。凯氏带阻止水通过质外体运输，它必须采用共质体途径。

• 凯氏带避免水重新进入皮层。由于水流是从高势能到低势能，内皮层细胞分泌到维管束中的盐分会产生低势能，从而仅允许水分进入维管组织。

• 凯氏带调节直接流入维管束的水和溶质。它们被迫通过半透膜进入细胞质，以保护内部维管组织免受土壤水分的影响。

结论

植物从根毛区吸收水分和矿物质，并通过称为木质部的维管组织将其运输到所有其他部位。水和矿物质必须穿过不同的细胞层才能到达木质部。质外体和共质体途径是水分子采用的运输途径。尽管两者都是运输途径，但它们在各个方面都存在差异。在质外体途径中，水通过细胞壁和细胞间隙移动，而无需进入细胞内部。然而，由于内皮层侧壁上的凯氏带，水分子在内皮层中会遇到不透水性。水分子进行共质体途径，这是一种细胞途径。在共质体途径中，水和溶质穿过细胞膜进入细胞质。共质体和质外体可以同时或单独发生，具体取决于植物所经历的生理状态。

常见问题

Q1. 哪些因素影响共质体途径的速度？

A1. 通过共质体移动的水分子必须穿过选择性渗透屏障才能进入细胞质。在进入细胞后，分子会遇到细胞质流动，这两者都会降低速度。

Q2. 胞间连丝除了非生物水之外，是否允许生物成分的转移？

A2. 胞间连丝通过允许蛋白质和激素等大分子实体的转移以及水和溶质的转移来实现细胞间通信。还注意到病毒通过胞间连丝在整个植物体内传播感染。

Q3. 说明质外体的渗透范围。

A3. 质外体途径是一个完全通透的途径，与半透的共质体途径不同。

Q4. 质外体和共质体运输是否需要能量？

A4. 质外体和共质体途径分别是被动扩散和渗透作用。它们不需要能量，分子从高浓度移动到低浓度。

Q5. 为什么质外体运输更快？

A5. 质外体运输是自由流动的，不会因细胞质而遇到任何阻力，因此它是一种更快的运输途径。